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研究表明,海洋環(huán)境以高鹽、高壓、低溫和稀營養(yǎng)為特征。海面及近海處平均溫度17℃、海面以下大部分水溫為0-4℃。海洋微生物數(shù)量除了近海區(qū)密度略大外,大洋中微生物密度平均每毫升只有幾個至幾十個,與堆肥降解過程中每升土壤中的微生物數(shù)量相比,幾乎可以忽略。海洋環(huán)境的這種特點極大抑制了聚酯材料在海水中的降解性能。以陸地上常用的生物降解塑料PLA為例,堆肥條件下,PLA標準樣條50天左右失重達到70%;但是在自然海水中放置1年也沒有觀察到明顯失重。
不過令人欣喜的是,通過對不同材料在海水中降解過程和降解機制的深入研究,科研人員將非酶促水解與生物降解過程相結(jié)合,已經(jīng)設(shè)計研制出了一類海水中可快速降解的聚合物,這類高分子材料在功能主鏈中嵌入了易水解的位點或片段,不僅具有通用塑料相媲美的使用性能,同時可以在海水、土壤、淡水等自然環(huán)境中快速降解,可降解包裝材料廠商,是一種全自然域可降解的高分子材料。
這只是邁出步。作為新的可降解材料,還需要經(jīng)受相關(guān)材料標準和檢測標準的進一步驗證。而作為新的海水降解的塑料制品,還需要結(jié)合市場需求進行材料篩選,并將復雜的合成工藝進行生產(chǎn)放大,仍然道遠。
PLA在生物降解塑料中具有相對較低的成本。根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù),2019年我國PLA每噸的成本為14554元/噸,相較于其他品類的可降解塑料來說,有一定的成本優(yōu)勢。從PLA的成本構(gòu)成來看,原材料單耗為10301元/噸,占PLA成本總額的70.78%,未來有望通過技術(shù)進步降低原材料成本,從而推動PLA價格下行。
PBAT一般以脂肪族酸、為原料,經(jīng)石化途徑或生物發(fā)酵等方式制造。PBAT成本較PLA更低:一方面,PBAT的上游原材料是煤和石油提煉的和丁二酸,價格相對低廉;另一方面,可降解包裝材料,我國石化行業(yè)發(fā)展多年,化學成分提純有多年的技術(shù)積累,成本相對較低。
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